热气球飞行主要靠什么原理,怎么做可飞行热气球

如果您确实需要去某个地方，那热气球不会是一种实用的飞行器。实际上您不能真正驾驶热气球，因为风吹得有多快，气球飞行的速度就多快。但如果您只想体验一下飞行的感觉，那热气球会是一种非常独特的方式。许多人将乘坐热气球飞行称为自己体验过的最宁静、最让人愉快的活动之一。

热气球也是基本科学原理的一项创造性应用。在本文中，我们将了解热气球为何能够升空，以及如何设计气球才能让驾驶员控制气球的高度和垂直速度。看到这些外形美丽、结构简单的早期飞行器，您一定会惊奇不已！

热气球源于一个非常基本的科学原理：热空气会升到冷空气上方。从本质上讲，热空气比冷空气轻，因为单位体积热空气的质量较小。1立方分米的空气大约重1克，若加热到37.8摄氏度，同样体积空气的重量会减少约0.25克。因此，热气球中每立方分米空气可以升起0.25克的物体。但这远远不够。这也是为什么热气球看起来如此巨大的原因——要升起454公斤的物体，您需要大约1,840立方米的热空气！要确切了解这一工作原理，请转至本文气压 重力=浮力部分。

要保持气球上升，您需要不断加热空气。热气球利用位于气囊开口下方的燃烧器实现这点。气球中的空气冷却时，驾驶员可以通过点燃燃烧器来重新加热空气。

热气球主要由三部分构成：载客的吊篮，贮存空气的球囊和加热空气用的燃烧器

现代热气球通过燃烧丙烷加热空气。丙烷是室外烧烤的一种常用燃料。丙烷压缩液化后储藏在气球吊篮中的轻型气瓶内。进气管接在气瓶底部，以便从气瓶中抽出液体。

丙烷在气瓶中高度压缩，所以它能迅速通过进气管流入加热盘管。加热盘管简单来说就是一段盘绕在燃烧器周围的线圈上的钢管系统。气球驾驶员启动燃烧器时，丙烷以液态形式流出，并用长明小火点燃。随着火焰燃烧，周围管道系统中的金属受热升温，就会加热流经管道的丙烷。这样丙烷在点燃前从液态变为气态。气态丙烷可以产生更强烈的火焰，并使燃料更高效地燃烧。

现在，大多数热气球的气囊由长条状的尼龙三角帆布条制成，中间使用缝合线加固。从气囊底部延伸到顶部的三角帆布条是由大量小片的气囊片组成的。尼龙非常适合用于热气球，因为它不但材质轻，而且相当结实，同时熔点也较高。气囊底部的尼龙裙摆表面涂有特殊的防火材料，以防止火焰点燃气球。

起飞时向球囊里喷火，加热球囊内部的空气

热空气不会从气囊底部的开孔中逸出，因为浮力会使其上升。如果驾驶员持续点燃喷射的气体燃料，气球将持续上升，但存在一定的高度限制，因为空气最终变得过于稀薄，以致于浮力太弱而不足以抬升气球。浮力等于气球所排开空气的重量，因此通常大型气囊的上升高度限制要高于小型气囊。

吊篮承载旅客、丙烷气瓶和导航设备

大多数热气球使用藤条吊篮作为"乘客厢"。藤条很适合用于气球，因为它结实、柔韧且相对较轻。柔韧性有助于气球着陆，而用更为坚硬材料制成的吊篮会使乘客感觉到巨大的冲击力。藤条材料则能够稍微弯曲，吸收一部分能量。

驾驶

驾驶气球需要技巧，但是操作实际上非常简单。要升起气球，驾驶员只需移动控制装置，打开丙烷阀。这种控制杆的工作方式正类似于煤气烤架或煤气灶的旋钮：转动旋钮时，气流加大，火焰变旺。驾驶员可以通过喷出更大的火焰来快速加热空气，提高垂直上升速度。

要使燃烧器喷射，驾驶员需要打开丙烷阀

另外，许多热气球配有一个可以打开二号丙烷阀的控制装置。该阀通过软管输送丙烷，而绕过了加热盘管。这样驾驶员就能燃烧液态丙烷，而不是丙烷气体。液态丙烷虽然燃烧效率稍低，火焰较弱，但燃烧的噪音比燃烧丙烷气体时更小。飞过农场上方时，驾驶员经常使用二号阀，以免惊吓到动物。

热气球还有一根细绳，用于打开气囊顶部的降落伞阀。驾驶员拉动相连的细绳时，可以从气囊中排出一部分空气来降低内部气温。这会使气球减缓攀升速度。如果驾驶员开启该阀的时间足够长，气球将下降。

热气球顶部的伞阀，由一根细绳控制开关

大体上，热气球就只有这些控制项目：加热让气球上升，排气令气球下降。这就出现一个有趣的问题：如果驾驶员仅可以控制热气球上下移动，他们怎样才能让气球从一个地方飞到另一个地方？实际上驾驶员可以通过改变垂直位置来进行水平移动，因为高度不同，风向也会不同。要向特定方向移动，驾驶员只需上升和下降到合适的高度，然后御风而行。在大气中，高度越高，风速通常也会越快，所以驾驶员可以通过改变高度来控制水平速度。

要水平操纵气球，驾驶员可以通过上升或降低，驾驭不同的气流

当然，即使经验最丰富的驾驶员也不能完全控制热气球的飞行路线。通常，风力条件只能让驾驶员做出极少的选择。因此，您实际上无法沿确切的航线驾驶热气球，也很难返回起点。因此与驾驶飞机不同，驾驶热气球在很大程度上依靠临时发挥，每时每刻都可能不一样。为此，热气球机组的一些工作人员必须留在地面，驱车追踪气球以预测热气球在哪里着陆。然后，这些工作人员到着陆点去接乘客和设备。

今天的文章，给大家介绍了热气球的内部结构和飞行原理，明天我们将继续为您科普热气球的起飞和降落，以及其飞行原理的具体利用方法。感兴趣的小伙伴千万不要错过哦。

来源：热气球村

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热气球是依靠什么来飞行的？

热气球为什么能飞起来的原理

热气球为什么能飞起来的原理：借助于空气浮力。

热气球飞行的理论是根据包在球囊裏的气体轻於或密度小于周围大气的气体作用在球襄上的升力理论。它是通过燃烧器点火、熄火的间隔时间长短调整球囊温度（气体密度）来控制热气球的上升和下降，根据不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向，它的速度与风速相同。

因为气体分子的间距随热量的增加而增加，所以当空气受热以后其分子更加"活跃"，其相对体积下分子的含量就少，所以其质量就相对变小（也就是说密度降低）所以其就会在空气中呈现出上升的气流，热气球以及孔明灯的应用都是根据这个原理。

热气球的发明

十八世纪，法国造纸商孟格菲兄弟在欧洲发明了热气球。他们受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋把热气聚集起来做实验，使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日，孟格菲兄弟在里昂安诺内广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球升起，飘然飞行了1.5英里。

同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，孟格菲兄弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。同年11月21日下午，孟格菲兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中飞行，飞行了25分钟，飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。

这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行早了整整120年。在充气气球方面，法国的罗伯特兄弟是最先乘充满氢气的气球飞上天空的。